[发明专利]一种固液界面污染物释放装置

说明书

技术领域

本发明属于水环境监测领域，涉及一种固液界面污染物释放装置，适用于有机污染物、氮磷等营养盐、重金属离子等污染物在土壤-水，沉积物-水等固液界面的静态、动态交换。

背景技术

沉积物是水体营养盐、重金属离子、有机污染物的主要储存库，沉积物中的营养盐和污染物通过扩散、对流、沉积物再悬浮等过程向上覆水体释放，上覆水中的颗粒态营养盐以及吸附在颗粒物上的污染物通过沉降作用进入沉积物，并在沉积物中发生一系列化学反应。研究表明，湖泊和河流等水体富营养化程度往往与沉积物营养盐释放有密切的关系。沉积物中营养盐和污染物一方面可以通过分子扩散和浓度梯度扩散即静态扩散进入水体。另一方面，由于水表面受到动力扰动，沉积物受到各种生物扰动，外界的扰动通过沉积物再悬浮和沉降作用使得营养盐和污染物进入上覆水体，这种紊动扩散造成的释放量远远大于通过静态扩散所产生的释放量。沉积物与上覆水体之间污染物的释放、沉降等监测数据一方面可以用于明确河流和湖泊等水体的“内源”污染状况，解释水体“水华”爆发机理；另一方面可以为水体各种水质模型提供所需的参数，对沉积物污染物释放模型参数进行率定。因此，测定水体沉积物营养盐和污染物的释放通量具有重要的意义。

目前，主要通过实验室模拟方法研究沉积物/上覆水等固液界面污染物的释放，影响污染物释放的因素主要有温度、物理扰动、生物扰动、溶解氧等。而各个研究组所用的模拟装置相差很大，尚不能精确、全面控制对污染物释放产生较大影响的实验因素。在授权公告号CN 102092908 B，申请号201010560897.5的发明专利“一种底泥污染物释放的模拟装置及其操作方法”，包括贮存槽、缓冲槽和污染物释放槽三部分组成。在授权公告号为CN202785920 U，申请号为201220457348.X的实用新型专利“一种用于底泥释放或水体沉降物收集的装置”，包括采集桶、桶盖、连接杆、挂钩杆和拉力弹簧。在申请公布号CN 102590479 A，申请号201210049246.9的发明专利“一种基于扩散理论的河湖底泥污染物通量测试方法及装置”，包括底板、底座壁、柱体、取样管。但是上述装置存在装样复杂、不易拆装、不能对沉积物和上覆水体做到分段控温等确定。因此，需要研究具有结构合理、功能全面、参数可调、易于组装等优点的模拟装置。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种固液界面污染物释放装置。

本发明所采用的技术方案是：一种固液界面污染物释放装置，其特征在于：包括沉积物贮存单元、连接单元、上覆水释放单元、检测单元；

所述的沉积物贮存单元下方设有循环水进水口，上方设有循环水出水口；

所述的连接单元为表面设置有若干个均匀分布的连接孔的圆盘；

所述的上覆水释放单元下方设有循环水进水口，上方设有循环水出水口；

所述的监测单元下方设有循环水进水口，上方设有循环水出水口；监测单元顶部密封，并设置有两孔；一孔安插溶氧电极，用于测定污染物释放过程中体系溶解氧变化；另一孔安插取样管，用于上覆水样品采样分析；

所述的沉积物贮存单元、上覆水释放单元和检测单元上下面上均设置有蝴蝶型螺丝，用于需要时通过所述的蝴蝶型螺丝和连接孔和所述的连接单元连接在一起。

作为优选，所述的沉积物贮存单元为直径10cm，高度30-50cm的圆柱型同心圆柱体。

作为优选所述的连接单元为直径21cm、表面设置有六个均匀分布的连接孔的圆盘，圆盘中间设置有预留孔和密封圈；

作为优选所述的上覆水释放单元为直径10cm，高度30、50、100、200cm不等的圆柱型同心圆柱。

作为优选所述的监测单元为直径10cm，高度为20-50cm的圆柱型同心圆柱。

作为优选所述的沉积物贮存单元、连接单元、上覆水释放单元、检测单元均由不锈钢或有机玻璃材质制作而成。

本发明通过在装置外部设置恒温冷肼，可以做到精确控温，分段控温；各个单元具有不同的高度，通过简单组合可以获得不同沉积物高度和上覆水高度的模拟装置，适用于各种深度的河流及湖泊的污染物释放研究。通过添加外部的振荡装置，本发明所公布的释放装置既可以用于污染物的静态释放，也可以用于污染物的动态释放。所述的各个单元之间通过连接单元进行连接。各个部件均可不需要借助工具进行分离和组装，有利于设备的运输、维修和更换。

附图说明

图1：本发明实施例装置的沉积物贮存单元示意图。

图2：本发明实施例装置的连接单元示意图。